基于PLC的自动售货机设计(4)

3.5.3 PLC的选择依据

当本设计选择由PLC来完成后，选择合适的PLC就变的尤为重要。所需要选择的PLC容量大小第一要能够满足设计任务的控制要求外，第二要考虑留出适当的余量当做备用。一条逻辑指令占用一个字，类似计时、计数、算术运算等指令需要占用存储器一定量的存储空间。因此在选择存储器容量时，一般按照实际需要的百分之十到百分之二十五来考虑留出余量。I/O点数选择应该多出按实际需要的百分之十到百分之十五来考虑备用。存储器所需要的存储容量的大小是由用户设计的程序长短多少来决定。I/O点数是用输入端口输入的点数和输出端口输出的点数的合来表示的。I/O点数的多少就意味着外部输入与内部输出的多少，也表明了一个工程规模的大小。国际上将PLC分为3类，第一类I/O点数在256点以下的称为小型PLC，第二类I/O点数在64点及64点以下的称为微型PLC，第三类I/O点数总在2048点以上的称为大型机。PLC容量可以分为I/O的点数和用户存储器的容量两个方面。

本设计任务选用的是微型PLC，其中外部输入端分别有一元、五角、五元、十元投币口，汽水、咖啡、花茶选择按钮，退币按钮；外部输出端有汽水，咖啡，花茶指示灯，退币指示灯，汽水、咖啡、花茶送出指示灯，物品1（汽水）、物品2（花茶）、物品3（咖啡）不足指示灯；因此本控制系统所需要的的I/O输入点数为9个，I/O输出点数为11个。根据以上分析，可选用西门子PLC S7-300来设计，这种类型的PLC能够满足本设计的功能需求，简单方便，易于编程，符合设计需要。

自动售货机系统是一个小型的PLC控制系统，PLC选型主要依据控制系统输入、输出口的数量、所编写程序的长短以及需要实现的功能。根据控制要求，I/O点数在25个左右，选择性能相对合适的西门子S7-300，本设计需要的输入点为9个，需要的输出点数为11个。

通过分析了解各个控制对象的控制要求，完成自动售货机控制系统的硬件结构设计。在本设计中投币按钮、选择钱币按钮、选择饮料按钮、退币按钮为输入端口；商品指示灯、商品出货指示灯、退币指示灯为输出端口。通过PLC能实现对这些功能进行很好的控制；同时还需要电机来进行对饮料的送出动作。当有钱币投入时，控制系统内部对货币进行真伪识别，若识别出货币是假钞时，系统会自动报警并退回该货币。

根据上述分析，画出PLC硬件接线图，如图3.9所示：

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投币1元 投币5角 选择1元、5角 投币5元 投币10元 汽水按钮 花茶按钮 咖啡按钮 退币按钮 I0.0 I0.1 I0.2 I0.3 I0.4 I0.5 I0.6 I0.7 I1.0 COM Q0.0 Q0.1 Q0.2 Q0.3 Q0.4 Q0.5 Q0.6 Q0.7 Q1.0 Q1.1 Q1.2 COM 24V X ○X ○X ○X ○X ○X ○X ○X ○X ○X ○X ○出币指示灯 汽水指示灯 花茶指示灯 咖啡指示灯 出货汽水指示灯 出货花茶指示灯 出货咖啡指示灯 物品1不足 物品2不足 物品3不足 假币报警 P L C 图3.9 硬件接线图

3.6本章总结

本章主要介绍了自动售货机的硬件设计，其又分为PLC的硬件设计、传感器的选型、电动机的选型3个部分。在PLC的硬件设计中我们首先介绍了PLC的定义及特点，根据计算I/O口的分配确定了PLC的选型并绘出PLC的外部接线图；在传感器选型中介绍了所选传感器类型以及原理；在电动机的选型中讲述了电动机选择的依据与类型。

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4系统的软件设计

软件设计需要制定相应的程序流程图，通过流程图来一步一步的编写程序实现自动售货机的功能。本软件设计将会采用模块的变成，把总设计分成4个不同的模块来编写。

4.1 软件系统结构框图

为了让自动售货机使用方便、快捷，因此对于它的软件编写显得尤为重要。本设计将自动售货机分为几个部分来编写，分别有投币环节、选择环节、比较环节、退出环节。如图4.1：

图4.1 程序结构框图

4.2 系统流程图

根据自动售货机在实际生活中的运行可以将自动售货机的工作过程画成如下流程图（图4.2），该流程图直观的展示了自动售货机的工作流程。

首先系统进行初始化，检测自动售货机内部是否有货，当没有货物时会启动报警，有货物的话就开始正常运行；当有顾客投入钱币后，系统会进行对钱币的检测，发现是假币的话就会发出假币报警，如果是真钞，那么开始钱币累加，当满足商品价格时，顾客就能通过按下对应商品按钮选购商品了；当顾客买完商品后，系统内部检测是否有余额，如果有就送出物品并在几秒后退出钱币，如果没有则直接送出物品。

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开始系统初始化N是否有货?Y投入钱币报警N判断真伪Y假币报警钱币累加并显示N满足商品价格Y选择商品是否有余额N送出物品Y退币、送出物品 图4.2 系统流程图

4.3投币环节设计

投币环节设计应该满足：

（1） 当顾客投币一元时，贮存并累加 （2） 当顾客投币五角时，贮存并累加 投币一元计数：

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图4.3.1 投币1元

投币五角计数：

图4.3.2 投币5角

投币五元计数：

图4.3.3 投币5元

当投币按钮按下时，M0.0接收一个上升沿脉冲，这是ADD模块输出=IN1+IN2，每当MO.O接收一个上升脉冲，ADD模块每次累加，这样就实现计数投入钱币的功能。

4.4选择环节设计

选择环节的设计可以分为选择饮料部分和选择钱币部分两种； （1）选择饮料部分

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